CN106884193B - 合金-塑胶复合壳体的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合金‑塑胶复合壳体的制备方法，将塑胶材料注塑填充至合金基底缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，增加保压时间和保压压力使得塑胶材料继续注入缝隙内，减小塑胶材料与合金的结合处的微小间隙尺寸，切削、研磨加工后酸液残留少，残酸无法溢出。将半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化，烘烤处理的操作调整至阳极氧化的操作之前，高温烘烤使塑胶材料膨胀挤压合金，冷却后使微小间隙的尺寸稍稍变大，方便阳极氧化表调工序更彻底地清洗残酸，去除残留的残酸，从而抑制吐酸状况。

Description

合金-塑胶复合壳体的制备方法
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域，尤其是涉及一种合金-塑胶复合壳体的制备方法。
背景技术
近几年，金属合金在手机外壳、电脑外壳及边框等电子产品领域中的应用越来越多。尤其是手机外壳一般会采用合金与塑胶结合工艺，从而使手机信号不被合金屏蔽。NMT(纳米注塑成型)处理技术对金-塑整合性有着极大的强化，但即使是采用纳米注塑成型形成的外壳，在对外壳阳极氧化过程中依然有酸液从外壳表面溢出，导致吐酸现象，腐蚀氧化膜。
发明内容
基于此，有必要提供一种在阳极氧化时能够减少吐酸现象的合金-塑胶复合壳体的制备方法。
一种合金-塑胶复合壳体的制备方法，包括如下步骤：
提供合金基底，所述合金基底上开设有缝隙；
将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，切削、研磨加工后得到半成品；以及
将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化，得到所述合金-塑胶复合壳体。
在一个实施方式中，所述将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化的操作具体为：将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后立刻浸泡在电解液中，以所述半成品作为阳极，在电压为15V～22V，温度为14℃～22℃的条件下电解所述电解液，从而在所述半成品表面形成氧化膜。
在一个实施方式中，所述电解液中含有80g/L～140g/L的浓硫酸和10g/L～50g/L的草酸。
在一个实施方式中，所述塑胶材料选自聚对苯二甲酸二丁酯、聚丙烯和聚苯硫醚中的至少一种。
在一个实施方式中，所述合金基底为铝合金基底，所述缝隙的宽度为3μm～10μm。
在一个实施方式中，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，所述保压的压力控制为恒压。
在一个实施方式中，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，所述保压的压力为1500kPa，所述保压的时间为5s。
在一个实施方式中，所述将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化的操作中，所述烘烤处理的温度为180℃，所述烘烤处理的时间为40min。
在一个实施方式中，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，在所述保压的阶段所述塑胶材料持续注塑填充至所述缝隙内。
在一个实施方式中，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，切削、研磨加工后得到半成品的操作之后，还包括对所述半成品进行酸洗、清洗液清洗以及水洗。
发明人意外发现在塑胶材料注塑填充至合金的缝隙内后，塑胶材料与合金的结合处不可避免的会存在微小间隙，进行阳极氧化工段前切削、研磨加工等处理过程中的切削液、研磨液、清洗液等液体极易残留微小间隙中，虽然中间可经过了多道清洗工序，但依然会有酸液残留在微小间隙内，从而导致阳极氧化过程中的吐酸现象。而上述合金-塑胶复合壳体的制备方法，将塑胶材料注塑填充至合金基底缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，增加保压时间和保压压力使得塑胶材料继续注入缝隙内，减小塑胶材料与合金的结合处的微小间隙尺寸，切削、研磨加工后酸液残留少，残酸无法溢出。将半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化，烘烤处理的操作调整至阳极氧化的操作之前，高温烘烤使塑胶材料膨胀挤压合金，冷却后使微小间隙的尺寸稍稍变大，方便阳极氧化表调工序更彻底地清洗残酸，去除残留的残酸，从而抑制吐酸状况。注塑保压与烘烤处理的参数结合，使得制备的合金-塑胶复合壳体在合金与塑胶结合处含酸量明显减少，在对外壳阳极氧化过程中吐酸比例大幅度回落，吐酸状况被抑制，阳极氧化后形成的氧化膜腐蚀量少。
附图说明
图1为一实施方式的合金-塑胶复合壳体的制备方法的流程图；
图2为实施例1和实施例4的方法制备的合金-塑胶复合壳体的测试吐酸不良率结果的统计图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
请参阅图1，一实施方式的合金-塑胶复合壳体的制备方法包括以下步骤S110～S130。
S110、提供合金基底，合金基底上开设有缝隙。
本发明对合金基底的额材质没有限制，任意含有多种金属元素的合金均可作为合金基底。
本实施方式中，合金基底为铝合金基底，缝隙的宽度为3μm～10μm。在缝隙注塑填充塑胶材料，从而形成合金-塑胶复合壳体。铝合金价格便宜，易加工成型，材质轻便，适宜作为手机、电脑等电子产品的外壳。
具体的，可以通过激光切割、电子束切割或水切割等方式在铝合金基底上形成缝隙。
S120、将塑胶材料注塑填充至S110所述的合金基底的缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，切削、研磨加工后得到半成品。
塑胶材料可选自聚对苯二甲酸二丁酯、聚丙烯和聚苯硫醚中的至少一种。这些塑胶材料能够与铝合金形成致密的结合，结合处的留下的间隙小。
本实施方式中，在一定的注塑压力下将塑胶材料注塑到填充至合金基底上的缝隙内，注塑压力例如可以为1000kPa～1500kPa。注塑完成后在在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s。本实施方式使用更改参数后(1200kPa～1800kPa保压4s～7s)的注塑机对纳米成型处理后的铝合金板进行注塑，比传统的保压压力大，保压时间延长，减小合金-塑胶结合处的微小间隙的尺寸，使残酸无法溢出。
本实施方式中，将塑胶材料注塑填充至缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，在保压的阶段塑胶材料持续注塑填充至缝隙内。注塑过程中，溶液因冷却而收缩，而增加保压时间和保压压力会使料管中的塑胶继续注入缝隙，保压的阶段塑胶材料持续注塑填充至缝隙内以充分补充塑胶收缩的需要，进一步减小合金-塑胶结合处的微小间隙尺寸，预防酸液的残留。
具体的，将塑胶材料注塑填充至缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，保压的压力控制为恒压。恒定的压力有利于塑胶均匀的在缝隙中扩散，减少合金-塑胶结合处的微小间隙尺寸，塑胶与合金结合更加紧密。
具体的，将塑胶材料注塑填充至缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，保压的压力为1500kPa，保压的时间为5s。经过实验发现，保压的压力为1500kPa，保压的时间为5s的条件下，塑胶与合金结合紧密，切削、研磨加工后得到半成品进行后续的阳极氧化时，吐酸现象明显降低。
具体的，切削是指通过切削液切削，研磨加工是指在研磨液中研磨处理，经过切削和研磨加工使得半成品的形状和尺寸符合要求。发明人意外发现切削、研磨加工等处理过程中的切削液、研磨液、清洗液等液体极易残留合金-塑胶结合物的微小间隙中，虽然中间可经过了多道清洗工序，但依然会有酸液残留在微小间隙内，从而导致阳极氧化过程中的吐酸现象。
具体的，将塑胶材料注塑填充至缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，切削、研磨加工后得到半成品的操作之后，还包括对半成品进行酸洗、清洗液清洗以及水洗。酸洗例如可以是用磷酸洗，清洗液清洗例如可以是实用含有表面活性剂的溶液清洗，水洗例如可以是去离子水清洗。经过酸洗、清洗液清洗以及水洗后操作后能够将中间工段产生的切削液、研磨液等清洗，使得半成品表面平整干净，利于阳极氧化处理。
S130、将S120中得到的半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化，得到合金-塑胶复合壳体。
将烘烤处理的操作调整至阳极氧化的操作之前，高温烘烤使塑胶材料膨胀挤压合金，冷却后使微小间隙的尺寸稍稍变大，方便阳极氧化表调工序更彻底地清洗残酸，去除残留的残酸，从而抑制吐酸状况。本实施方式中，将半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化的操作中，烘烤处理的温度为180℃，烘烤处理的时间为40min。控制烘烤处理的温度恒定，有利于酸液在阳极氧化表调工序中就吐出，不会腐蚀氧化膜。
本实施方式中，将半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化的操作具体为：将半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后立刻浸泡在电解液中，以半成品作为阳极，在电压为15V～22V，温度为14℃～22℃的条件下电解所述电解液，从而在半成品表面形成氧化膜。烘烤处理后立刻将半成品浸泡在电解液中，烘烤处理使得合金与塑胶结合处的微小间隙的尺寸稍稍变大，浸泡在电解液，微小间隙例残留的酸液能够快速的流出，即在阳极氧化形成氧化膜之前就以排除，不会腐蚀氧化膜，吐酸现象大大降低。
具体的，电解液中含有80g/L～140g/L的浓硫酸和10g/L～50g/L的草酸。浓硫酸与草酸的混合的电解液使得制备的氧化膜均匀，不易脱落。
上述合金-塑胶复合壳体的制备方法，将塑胶材料注塑填充至合金基底缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，增加保压时间和保压压力使得塑胶材料继续注入缝隙内，减小塑胶材料与合金的结合处的微小间隙尺寸，切削、研磨加工后酸液残留少，残酸无法溢出。将半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化，烘烤处理的操作调整至阳极氧化的操作之前，高温烘烤使塑胶材料膨胀挤压合金，冷却后使微小间隙的尺寸稍稍变大，方便阳极氧化表调工序更彻底地清洗残酸，去除残留的残酸，从而抑制吐酸状况。注塑保压与烘烤处理的参数结合，使得制备的合金-塑胶复合壳体在合金与塑胶结合处含酸量明显减少，在对外壳阳极氧化过程中吐酸比例大幅度回落，吐酸状况被抑制，阳极氧化后形成的氧化膜腐蚀量少。
上述合金-塑胶复合壳体的制备方法，工艺操作简便，工艺参数容易控制，可广泛应用于制备合金-塑胶复合壳体材质的手机、电脑等电子产品的外壳。
以下为具体的实施例。
以下实施例如无特别说明，未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
实施例1
在铝合金基底表面开设有5μm的缝隙。将聚对苯二甲酸二丁酯注塑填充至缝隙内，并在1500kPa的压力下保压5s，保压的阶段聚对苯二甲酸二丁酯持续注塑填充至缝隙内，切削、研磨加工后得到半成品，对半成品进行酸洗、清洗液清洗以及水洗。将水洗后的半成品在180℃条件下烘烤处理40min后立刻浸泡在电解液中，电解液中含有120g/L的浓硫酸和40g/L的草酸，在电压为18V，温度为18℃的条件下电解，从而在半成品表面形成氧化膜，得到合金-塑胶复合壳体。
实施例2
在铝合金基底表面开设有10μm的缝隙。将聚丙烯注塑填充至缝隙内，并在1200kPa的压力下保压7s，保压的阶段聚丙烯持续注塑填充至缝隙内，切削、研磨加工后得到半成品。对半成品进行酸洗、清洗液清洗以及水洗，将水洗后的半成品在160℃条件下烘烤处理60min后立刻浸泡在电解液中，电解液中含有80g/L的浓硫酸和150g/L的草酸，在电压为15V，温度为22℃的条件下电解，从而在半成品表面形成氧化膜，得到合金-塑胶复合壳体。
实施例3
在铝合金基底表面开设有3μm的缝隙。将聚苯硫醚中注塑填充至缝隙内，并在1800kPa的压力下保压4s，保压的阶段聚对聚苯硫醚持续注塑填充至缝隙内，切削、研磨加工后得到半成品。对半成品进行酸洗、清洗液清洗以及水洗，将水洗后的半成品在200℃条件下烘烤处理30min后立刻浸泡在电解液中，电解液中含有140g/L的浓硫酸和10g/L的草酸，在电压为22V，温度为14℃的条件下电解，从而在半成品表面形成氧化膜，得到合金-塑胶复合壳体。
实施例4
制备方法与实施1相同，不同的是水洗后的半成品不经过烘烤处理浸泡在电解液中进行阳极氧化。
实施例5
制备方法与实施1相同，不同的是将聚对苯二甲酸二丁酯注塑填充至缝隙内，并在1000kPa的压力下保压2s。
测试一
分别通过实施例1和实施例4的方法制备合金-塑胶复合壳体，并在阳极氧化操作后统计吐酸情况，其中氧化膜表面不平整，有腐蚀的情况表示吐酸，计为不良。结果如下表1所示，统计图如图2所示。
表1：实施例1和实施例4的方法制备的合金-塑胶复合壳体的测试结果
从表1和图可以看出，经过实施例1的方法(阳极氧化前在180℃条件下烘烤处理40min)可以大大降低吐酸不良率。
测试二
分别通过实施例1和实施例5的方法制备合金-塑胶复合壳体，并在阳极氧化操作后统计吐酸情况，其中氧化膜表面不平整，有腐蚀的情况表示吐酸，计为不良。结果如下表2所示所示。
表2：实施例1和实施例5的方法制备的合金-塑胶复合壳体的测试结果
从表2可以看出，经过实施例1的方法(1500kPa的压力下保压5s)可以大大降低吐酸不良率。
测试三
采用实施例1～实施例3任意一种的方法制备多批次的合金-塑胶复合壳体，并在阳极氧化操作后统计吐酸情况，其中氧化膜表面不平整，有腐蚀的情况表示吐酸，计为不良。结果如下表3所示所示。
表3：实施例1的方法制备多批次的合金-塑胶复合壳体
从表3可以看出，实施例1～实施例3的方法制备的合金-塑胶复合壳体吐酸不良率极低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供合金基底，所述合金基底上开设有缝隙；
将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，切削、研磨加工后得到半成品；以及
将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化，得到所述合金-塑胶复合壳体。
2.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化的操作具体为：将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后立刻浸泡在电解液中，以所述半成品作为阳极，在电压为15V～22V，温度为14℃～22℃的条件下电解所述电解液，从而在所述半成品表面形成氧化膜。
3.根据权利要求2所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述电解液中含有80g/L～140g/L的浓硫酸和10g/L～50g/L的草酸。
4.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述塑胶材料选自聚对苯二甲酸二丁酯、聚丙烯和聚苯硫醚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述合金基底为铝合金基底，所述缝隙的宽度为3μm～10μm。
6.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，所述保压的压力控制为恒压。
7.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，所述保压的压力为1500kPa，所述保压的时间为5s。
8.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述将所述半成品在160℃～200℃条件下烘烤处理30min～60min后进行阳极氧化的操作中，所述烘烤处理的温度为180℃，所述烘烤处理的时间为40min。
9.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s的操作中，在所述保压的阶段所述塑胶材料持续注塑填充至所述缝隙内。
10.根据权利要求1所述的合金-塑胶复合壳体的制备方法，其特征在于，所述将塑胶材料注塑填充至所述缝隙内并在1200kPa～1800kPa的压力下保压4s～7s，切削、研磨加工后得到半成品的操作之后，还包括对所述半成品进行酸洗、清洗液清洗以及水洗。
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